近日，以公司邓小林教授为第一作者，必威官网为第一单位的最新研究成果“Crashworthiness analysis of gradient hierarchical multicellular columns evolved from the spatial folding”在中科院一区Top期刊《Materials & Design》（影响因子IF=7.991）发表。

薄壁金属结构因轻质、价廉及在冲击过程中能有效耗散大量冲击动能的特点被广泛应用于各类缓冲系统的吸能结构设计中，国内外专家学者针对各类金属薄壁结构开展了大量研究。近年来，层级结构是国内外的一大研究热点，而将梯度和分层相结合的研究却鲜有报道。根据大量调研，目前尚未发现将空间不断折叠，从而生成下一级子结构的梯度分层吸能结构的研究报道。

该论文受竹子维管束的梯度层级分布启发，基于空间折叠演化原理，通过不断折叠下一子结构的最小和最外单元的空间，创新性地提出了一种新型的梯度分层多胞管，并利用验证后的有限元数值模型系统地开展了该结构轴向冲击下的耐撞性能研究。

研究结果表明，在相同质量条件下，所提出的新型结构比常规方管的能量吸收最高提升了72.44%，冲击载荷效率相比常规方管最高提升了97.66%。而在相同壁厚条件下，能量吸收、比能量吸收、冲击载荷效率则是常规方管的13.19倍、3.5倍和3.02倍。可见所提出的新型梯度分层多胞管相比常规方管在耐撞性方面具有绝对优势。

团队系统地开展了层级和壁厚对梯度分层多胞管的参数化研究，对不同高宽比和壁厚的梯度分层多胞管的变形模式进行了系统分析，得到了该结构的分类模型变形图。团队利用超折叠单元方法对梯度分层多胞管轴向冲击下的平均冲击载荷的理论公式进行了详细推导，得到了梯度分层多胞管的平均载荷理论解。通过数值仿真结果的验证，得到的理论解具有较高的精度。

该成果得到了国家自然科学基金、广西科技基地和人才专项的支持。

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